Устройство для считывания информации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1ц 964672

h р в .в ф ф Ъ т.- /

Ф" (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 10.03.81 (2 ) 3256736/18-24 (5q) М К 3

6 06 К. 11/00 с присоерииеиием заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР о делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1082 ..Бюллетень ¹ 37

)53jУДК 681,327 ° ,12(088.8) Дата опубликования описания 07. 10 ° 82

И.Ф.Бурсов, Ю.Н.Кочелаевский, Г.Д.Салогуб, Л.Я.Фабрикант и В.Е.Самсонов (72) Авторы изобретения

Институт технической кибернетики АН Белорусской CLP (71) Заявитель (54) УС1 РОЙСТВО ДЛЯ СЧИ1ЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ I

Изобретение относится к фотоэлектрическим преобразователям и может быть использовано в измерительной технике, автоматике и вычислительной технике, в частности при определении координат объектов нлн при слежении за ними.

Известны фотоэлектрические сканирующие. преобразователи, содержащие осветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к дифференцирующему усилителю и задающему генератору, выходами подключенному к преобразователю и триггеру управления, схему И, выходом соединенную с триг- гером управления, а входами с пре- 15 обраэователем и усилителем-формирователем, входом соединенным с дифференцирующим усилителем (1).

Недостатком этого устройства является низкая чувствительность и точность преобразования, обусловленная как использованием одного вида развертывающего напряжения, так и неполным набором узлов для выделения полезного сигнала, пропорционального 25 величине оптического коэффициента отражения в любой точке считываемого объекта.

° Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является фо- 30 тоэлектрический сканирующий преобразователь, который содержит осветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к дифференцирующему усилителю, блок вычитания, соединенный со входом формирования выходного сигнала, другой вход которого через усилитель-формирователь подключен к генератору низкочастотного напряжения, генератор высокочастотного напряжения, разнополярные пиковые детекторы, соединенные с дифференцирующим усилителем и блоком вычитания, и суммирующий элемент, выход которого подключен к сканистору, а входы сооТветственыо к генераторам высокочастотного и низкочастотного напряжений.

Повышенная чувствительность преобразования известного устройства, обусловлена применением в устройстве комбинированного развертывающего напряжения, позволяющего во столько раз повысить амплитуду сигнала,во сколько крутизна фронта высокочастотного сигнала больше крутизны фронта низкочастотного сигнала, что позволяет регистрировать намного меньшие световькз сигналы, попадающие на фоточувствительную поверхность сканистора (23.

964672

Недостатком известного устройства является отсутствие синхронизации

Работы генераторов низкочастотного и нысакочастотного напряжений, что усложнйет выделение и формирование выходных сигналов и не позволяет no- 5 лучить лостаточную точность работы всего устройства. К тому же в устройстве нет необходимого набора узлов для выделения с достаточной точностью полезного сигнала, пропорционального величине оптического коэффициента отражения в любой точке считываемого устройства.

В известном устройстве не принято мер для снижения указанных вредных воздействий и вследствие этого не обеспечинается точность, достаточная для использования устройства в качестве измерительного или же в качестве устройства считывания графических образов достаточно сложной конфигурации.

Целью изобретения является повышение надежности устройства. укаэанная цель достигается тем, 25 что в устройство, содержащее осветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к дифференцирующеглу усилителю,. блок вычитания, соединенный с входом блока формиро- 30 вания выходного сигнала, другой вход которого через усилитель-формирователь подключен к генератору низкочастотного напряжения, генератор высокочастотного напряжения и разнополярные пиковые детекторы, соединенные с дифференцирующим усилителем и блоком вычитания, первый сумматор, выход которого подключен к сканистору, а выходы соответст- 4g венно к генераторам высокочастотного и низкочастотного напряжений, введены нторой сумматор и интегрирующий усилитель, вход которого соединен с суммирующим элементом, а выходы— с осветителем и первым входом второго сумматора, вторым входом подключенного к сканистору, а выходом к дифференцирующему усилителю, причем входы генераторов низкочастотного и высокочастотного напряжений объединены и подключены к усилителюФормирователю.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого. устройства.

Устройство для считывания информации содержит осветитель 1, оптическую систему 2, сканистор 3, дифференцирующий усилитель 4, блок 5 вычитания, блок 6 формирования выходного сигнала, усилитель-формиронатель6О

7, генератор 8 низкочастотного напряжения, генератор 9 высокочастотного напряжения, пиковые детекторы

l0 и ll, сумматоры 12 и 13, и интегрирующий усилитель 14. 65

Сканистор 3 подключен к дифференцирующему усилителю 4. Блок 5 вычитания соединен со входом блока 6 формирования выходного сигнала, другой вход которого через усилительформиронатель 7 подключен к генератору 8 низкочастотного напряжения. Пиковые детекторы 10 и 11 соединены с дифференцирующим усилителем 4 и блоком 5 вычитания. Входы первого сумматора 12 подключены к генераторам

8 и 9 низкочастотного и высокочас.— тотного напряжений соответственно, входы которых объединены. Выход герного сумматора 12 подключен к сканистору 3 и входу интегрирующего усилителя 14, выходами соединенного с осветителем 1 и первым входом второго сумматора 13, второй вход которого подключен к сканистору 3, а выход к дифференцирующему усилителю 4, Устройство для считынания информации работает следующим образом.

ГраФическое иэображение, освещаемое осветителем 1, проецируется оптической системой 2 на фоточувствительную машину сканистора 3. Низкочастотное развертывающее напряжение, снимаемое с выхода генератора 8, складынается в первом сумматоре 12 с высокочастотным импульсным напряжением генератора 9 и подается на фоточувствительную шину сканистора 3.

В результате сложения развертывающего напряжения генераторов 8, 9 и распределенного вдоль делительной шины напряжения смещения (U см), образуется граница нулевого потенциала (нулевая линия), которая под воздействием высокочастотного напряжения.. совершает симметричные колебания, причем центр симметрии колебательного движения под .влиянием низкочастотного развертывающего напряжения перемещается вдоль всего сканистора. За период изменения высокочастотного напряжения на выходе дифференцирующего усилителя образуются два импульса положительной и отрицательной полярности, амплитуды которых пропорциональны скорости развертки и освещенности опрашиваемого участка сканистора.При равенстве освещенностей амплитуды этих импульсов одинаковы.

Благодаря присутствию низкочастотного раэнертывающего напряжения следующий импульс высокочастотного напряжения производит опрос нового участка скани стора, смещенного от- . носительно первого участка опроса на установленную величину. В этом случае амплитуда второго импульса дифференцирующего усилителя также пропорциональна скорости развертки

964672 н освещенности второго опрашиваемого участка сканистора. Если освеценность участка сканистора, опрашиваемого вторым импульсом больше (или меньше) освещенности участка сканистора, опрашиваемого первым импульсом, то на пропорциональную величину изменится и амплитуда импульса на выходе дифференцирующего усилителя. Аналогично производится опрос остальных. участков сканистора. Таким образом, в результате опроса с выхода дифференцирующего усилителя 4 импульсные сигналы поступают на входы двух пиковых детекторов 10 и 11 положительной и отрицательной полярности. На выходах пиковых детекторов образуются сигналы; амплитуда которых равна амплитуде импульсов, снимаемых с дифференцирующего усилите ля 4, Сигналы с выходов пиковых детекторов 10 и 11 поступают на соответствующие входы блока 5 вычитания, на выходе которого образуются положительные импульсы. В качестве измерительного используется импульс положительной полярности, соответствующий переднему фронту высокочастотного импульса генератора 9, который вместе с отсчетным импульсом, снимаемым с усилителя-формирователя 7, поступает на вход блока б формирования выходного сигнала. На выходе блока 6 образуется полезный сигнал, пропорциональный разности временных интервалов между измерятельным и от- 35 счетным импульсами.

Одной из особенностей функционирования устройства является то, что работа генераторов 8 и 9 синхрониэируется управляющим сигналом усклите-. 49 ля-формирователя 7 (в схеме известного устройства связь генераторов по входам отсутствует). Вследствие этого, длительность сигнала, пропорциональная разности временных интервалов между измерительным и отсчетным импульсами,при одинаковых освещенностях опрашиваемых участков всегда одинакова, чего нельзя сказать о схеме известного устройства, где точность преобразования при тех же условиях освещенности зависит от соотношения частот генератора высокочастотного напряжения и частотой отслеженных импульсов. В схеме известного устрой- 5 ства подобная точность преобразования может быть получена при частоте работы генератора высокочастотного напряжения ЙГ =f, где Й р — граяичная частота работы дифференцирующего усилителя (она лежит в пределах

2-3 МГц), что для сканистора неприемлемо.

Другой важной особенностью работы предлагаемого устройства является наличие контура обратной связи, осу- 65 ществляемого посредством двух введенных узлов — интегрирующего усилителя 14 и второго сумматора 13, с помощью которых осуществляется стабилизация режима работы всего устройства, а, следовательно, и повышение. точности преобразования, В самом деле, амплитуда импульсов на выходе сканистора пропорциональна освещенности опрашиваемого участка сканистора (а, следовательно,и яркости осветителя 1) и величине распределенного вдоль делительной шины сканистора напряжения смещения. Любые изменения параметров осветителя и источника смещения приводят к изменению амплитуды сигнала на выходе сканистора, а значит и длительности выходного сигнала устройства. В схеме известного устройства не принято мер, устраняющих влияние указанных источников ошибки.

Произведем оценку экономической эффективности от использования пред-. лагаемого устройства. Сумма затрат на изготовление устройства складывается из стоимости комплектующих элементов схемы, затрат на изготовление и наладку входящих узлов. Предлагаемое устройство отличается от известного наличием двух. узлов, стоимость которых не превышает 5% . стоимости всего устройства, и таким образом не приводит к существенному удорожанию устройства. Однако существенное повышение точности преобразования, обусловленное использованием дополнительных узлов, делает устройство достаточно универсальным и эффективным при использовании в тех случаях, когда от подобных устройств требуется высокая точность работы.

Формула изобретения

Устройство для считывания информации, содержащее осветитель, оптическую систему, сканистор, подключенный к дифференцирующему усилителю, блок вычитания, соединенный с входом блока формирования выходного сигнала, другой вход которого через усилитель-формирователь подключен к генератору низкочастотного напряжения, генератор высокочастотного напряжения и раэнополярные пиковые детекторы, соединенные с дифференцирующим усилителем и блоком вычитания, первый бумматор, выход которого подключен к сканистору, а входы — соответстяенно к генераторам высокочастотного и низкочастотного напряжений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит второй сум964672

Составитель. В. Фокина

Техред A. Бабинец

Редактор Г.Волкова

Корректор С.Шекмар

Заказ 7633/31 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .

313035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 матор и интегрирующий усилитель, вход которого соединен с суммирующим усилителем, а выходы — с осветителем и первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с сканнстором, а выход подключен к дифференцирующему усилителю, входы генераторов низкочастотного и высокочастотного напряжений объединены и подключены к усилителю-формирователю.

Источники информации, принятые во внимание,при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

528587, кл. G 06 К 11/02

1974. °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 488232, кл. G 06 К 11/00, 1974

{прототип).